小球藻（Chlorella）为绿藻门，小球藻属的普生性藻类。绿藻门藻类是目前已知藻类中最高等的藻类，其种类繁多，结构复杂，分布广泛。
目前世界上已知的小球藻约10种，加上其变种可达数百种之多。小球藻广泛分布于自然界，以淡水水域种类最多。我国常见的种类有蛋白核小球藻、椭圆小球藻、普通小球藻等，蛋白核小球藻蛋白质含量高，营养价值最高。
1.蛋白核小球藻的形态结构
小球藻植物体为单细胞或聚集成群，群体内细胞大小很不一致。蛋白核小球藻细胞呈球形或椭圆形，直径3～8微米；细胞壁或薄或厚；细胞内有色素体1个，周生，杯状或片状；蛋白核1个或无；以似亲孢子进行繁殖。是地球上最早的生命之一，出现在20多亿年前，是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广。小球藻不仅能利用光能自养，还能利用有机碳源进行异养生长，并且生长繁殖速度快，是地球上动植物中唯一能在20h增长4倍的生物，所以其应用价值很高。
2.蛋白小球藻的培养条件
小球藻属藻类既可进行自养培养又可进行异养培养。目前人工大规模培养多以蛋白核小球藻为主。
传统的光能自养培养，既可利用自然光照，也可以利用人工光照，通常用白光。培养基主要由无机化合物组成。培养水体最适pH范围为6.0～7.5，最适光照强度为6000～8000lux，温度为 25～30℃。目前光能自养的培养方式包括开放池培养和封闭式培养。前者设备简单、技术含量低、投资少，但产量低且易受自然条件的影响。后者主要有密闭发酵罐和玻璃管道光合生物反应器培养两种方式。
异养培养采用封闭式无光照培养，基本培养条件与光能自养一致，小球藻利用有机碳源进行生长繁殖。异养培养后的小球藻的营养成分含量有所降低，但其生长速度比光照条件下快，类似于细菌的代谢生长，在相同培养时间下，单位体积异养藻的收获量是自养藻的10 倍。所以，异养条件下单位体积蛋白核小球藻单细胞蛋白产量仍要高于自养培养。
3.蛋白核小球藻的营养成分
（1）蛋白质、氨基酸：蛋白核小球藻中蛋白质含量高达干重的7.3%～88%，但营养成分会因藻种品系、培养方式以及培养基的不同而有所差异。氨基酸种类齐全且比例接近标准模式，完全能满足人、动物的生长所需，是优良的单细胞蛋白源。
（2）藻多糖：多糖是一种广泛存在于动物细胞膜、植物及微生物细胞壁的生物大分子物质，是生命组成的4大基本物质之一。蛋白核小球藻多糖具有增强免疫活性的功能。
（3）不饱和脂肪酸：异养蛋白核小球藻粉中不饱和脂肪酸的质量分数明显高于其他植物。在脂类中比例高达77.24%，而且链长集中在C16～C18，其中必需脂肪酸亚油酸和α-亚麻酸含量分别为47.17%和13.03%。
（4）叶绿素：蛋白核小球藻中叶绿素的质量分数为4%~6%，其含量是螺旋藻的5-6倍，是自然界中叶绿素含量最高的。叶绿素被誉为是肠、肾、肺血液中有害物质的“清道夫”，有很强的吸附毒素的作用。
（5）叶酸：蛋白核小球藻的叶绿素与叶酸可以保持细胞和骨骼中钙的浓度，使中老年人不会因骨钙的快速流失而导致骨质疏松和牙齿脱落，并能对受损的牙龈组织进行修复。
（6）维生素、矿物质：蛋白核小球藻含有丰富的维生素，及铁、锌、钙、钾等矿物质。小球藻富含的维生素C具有抗病毒作用；维生素A能保护呼吸道黏膜；维生素E提高人体免疫力，降低呼吸道疾病发生率。
（7）细胞活性物质：蛋白核小球藻含有小球藻促进生长因子(CGF)，超氧化物歧化酶（SOD）、β-胡萝卜素和叶黄素等，具有增强机体免疫系统，促进新陈代谢等作用。
4.蛋白核小球藻的保健功效
蛋白核小球藻是弱碱性食品，含有丰富均衡的各种营养成份，富含蛋白质、脂类、多糖、膳食纤维、维生素A、B、C、D、E、微量元素、矿物质、叶酸、叶绿素及珍贵的生物活性素。具有全面而均衡的营养价值，毒理学研究表明是无毒级物质，广泛应用于保健食品、饲料、食品添加剂、精细化工品和医药制剂原料。其主要保健功效有：
（1）调血压、降血脂：蛋白核小球藻内含丰富的不饱和脂肪酸，如亚油酸和γ-亚麻酸等，具有降血压、降血脂以及抗动脉粥样硬化等功效，同时刺激高脂肪食品排出的功能，可用于预防多种慢性病。临床研究表明，小球藻可以用于防治高血脂以及与脂肪过剩有关的疾病。
（2）增强免疫力：蛋白核小球藻中含有丰富小球藻生长因子(CGF)，具有诱发干扰素，能激发人体防御、免疫组织中的巨噬细胞、T细胞和B细胞，促进淋巴细胞转化，增加淋巴细胞数量，增强自然杀伤细胞的活力来提高机体的免疫力。小球藻对身体虚弱的癌症患者以及放疗化疗后白细胞减少、免疫功能底下者有良好的辅助作用。
（3）抗肿瘤：蛋白核小球藻富含丰富的蛋白质，可作为免疫激活剂，具有抑制致癌物质的诱变性和基因毒性的作用，促进多形核细胞增生，与宿主或受体一起作用，通过抗原专一性免疫，使T细胞增殖和活化等，具有抗肿瘤、抗辐射、抗病原微生物等作用。
（4）抗氧化、抗疲劳蛋白核小球藻富含超氧化物歧化酶（SOD）、β-胡萝卜素和叶黄素，这些物质具有很强的抗氧化作用，可清除机体新陈代谢产生的各种自由基。长期服用可延缓衰老，改善心、肺功能等。此外，小球藻富含多种维生素和微量元素，可快速补充人体缺乏的各种营养元素，具有消除疲劳、增强体力、辅助活化脑细胞的作用。
（5）解毒蛋白核小球藻中的丰富的叶绿素和植物纤维，具有调节肠胃吸收和促进毒素排泄等功能，可排除体内化学毒素和重金属，有效保护肝、肾等排毒器官免受毒害。小球藻生长因子(CGF)也能促进机体对以二噁英为代表污染环境的有害物质的解毒、排泄作用。
蛋白核小球藻在食品和医药等领域具有广泛的应用价值。目前，我国卫生部已将蛋白核小球藻列为新资源食品。